[发明专利]一种基于陶瓷固态电解质的柔性阴极及其制备方法和电池

权利要求书

1.一种锂空气电池的制备方法，其特征在于，包括：将部分凝胶聚合物电解质前驱液涂在锂负极表面，紫外光照2~100s，固化形成固化膜A；再取剩余凝胶聚合物电解质前驱液涂在所述固化膜A表面，形成凝胶液膜B；然后使基于陶瓷固态电解质的柔性阴极的未沉积碳基催化材料一面与所述凝胶液膜B接触，将所述柔性阴极悬浮在所述凝胶液膜B表面，采用紫外光照2~100s；所述基于陶瓷固态电解质的柔性阴极的制备方法包括：将陶瓷固态电解质包覆在多孔网状基体上；然后将碳基催化材料单面沉积在已包覆陶瓷固态电解质的多孔网状基体的表面。

2.根据权利要求1所述的锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质前驱液的制备包括：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、无机填料粉末、锂盐、光聚合剂、光引发剂和有机电解液溶剂混合，得到光聚合凝胶前驱液。

3.根据权利要求2所述的锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述无机填料粉末选自Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、LAGP、LATP、LLTO、LZGO、LLZO、LGPS和LLZTO中的一种或多种；和/或，所述锂盐选自LiTFSI、LiFSI、LiTF、LiNO₃、LiClO₄、LiPF₆、LiBF₄、LiBOB中的一种或多种；和/或，所述有机电解液溶剂选自二甲醚、乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚和二甲基亚砜中的一种或多种；和/或，所述光聚合剂为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(HMPP)。

4.根据权利要求3所述的锂空气电池的制备方法，其特征在于，ETPTA与PVDF-HFP的质量比为2~6：1，HMPP的添加量为ETPTA质量的0.1~3％，所述无机填料粉末与PVDF-HFP的质量比为0.5~3：1；所述锂盐在所述有机电解液溶剂中的浓度为0.2~6mol/L。

5.根据权利要求1所述锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质前驱液以旋涂法、刮涂法、喷涂法或气相沉积法涂在锂负极表面。

6.根据权利要求1所述的锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述陶瓷固态电解质选自LAGP、LATP、LLTO、LZGO、LLZO、LGPS和LLZTO中的一种或多种；和/或，所述多孔网状基体选自铝网、泡沫镍、碳布和不锈钢网中的一种或多种；和/或，所述碳基催化材料选自N掺杂的碳材料、复合金属氧化物掺杂的碳材料中的一种或多种；所述碳材料为导电炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯或氧化石墨烯。

7.根据权利要求1所述的锂空气电池的制备方法，其特征在于，所述基于陶瓷固态电解质的柔性阴极的制备方法中的所述沉积选自旋涂法、刮涂法、喷涂法和气相沉积法中的一种或多种。

8.一种锂空气电池，其特征在于，包括：柔性阴极、光固化凝胶聚合物电解质、锂负极和具有开闭功能的封装外壳，所述锂空气电池由权利要求1-7任一项所述锂空气电池的制备方法得到。

9.根据权利要求8所述的锂空气电池，其特征在于，所述锂空气电池的工作气体为氧气、二氧化碳、二氧化硫、含氧气的混合气体、含二氧化碳的混合气体或含二氧化硫的混合气体。